Dendritische Zellen - Funktion & Bedeutung
Dendritische Zellen sind spezialisierte Immunzellen, die als Brücke zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem fungieren und eine zentrale Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern spielen.
Wissenswertes über "Dendritische Zellen"
Dendritische Zellen sind spezialisierte Immunzellen, die als Brücke zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem fungieren und eine zentrale Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern spielen.
Was sind Dendritische Zellen?
Dendritische Zellen (DC) sind hochspezialisierte Zellen des Immunsystems, die zu den sogenannten antigenpräsentierenden Zellen (APC) gehören. Ihren Namen verdanken sie ihren charakteristischen baumartigen (dendritischen) Fortsätzen, die ihre Oberfläche vergrößern und die Aufnahme von Fremdstoffen erleichtern. Sie wurden erstmals 1973 von dem Immunologen Ralph Steinman beschrieben, der für diese Entdeckung im Jahr 2011 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt.
Dendritische Zellen kommen in nahezu allen Geweben des Körpers vor, insbesondere an Stellen, die mit der Außenwelt in Kontakt stehen, wie Haut, Darm- und Lungenschleimhaut sowie Blut und lymphatischen Organen.
Arten Dendritischer Zellen
Es gibt verschiedene Untertypen dendritischer Zellen, die sich in ihrer Herkunft, Lokalisation und Funktion unterscheiden:
- Konventionelle (klassische) dendritische Zellen (cDC): Sie sind auf die Antigenpräsentation spezialisiert und aktivieren T-Lymphozyten. Man unterscheidet cDC1 und cDC2 mit unterschiedlichen Aufgaben bei der Immunantwort.
- Plasmazytoide dendritische Zellen (pDC): Diese Untergruppe produziert große Mengen an Typ-I-Interferonen und spielt eine wichtige Rolle bei der antiviralen Abwehr.
- Monozyten-abgeleitete dendritische Zellen: Sie entstehen aus Monozyten bei Entzündungsreaktionen und verstärken die Immunantwort im Entzündungsgeschehen.
- Langerhans-Zellen: Ein spezieller Typ dendritischer Zellen, der in der Epidermis (Oberhaut) vorkommt und dort die erste immunologische Barriere bildet.
Funktion und Wirkmechanismus
Die zentrale Aufgabe dendritischer Zellen besteht darin, als Wächter des Immunsystems Fremdsubstanzen (Antigene) aufzunehmen, zu verarbeiten und T-Lymphozyten zu präsentieren. Dieser Prozess läuft in mehreren Schritten ab:
- Antigenaufnahme: Unreife dendritische Zellen patrouillieren in Geweben und nehmen Antigene durch Phagozytose, Makropinozytose oder Rezeptor-vermittelte Endozytose auf.
- Reifung und Migration: Nach der Antigenaufnahme reifen die Zellen und wandern über die Lymphgefäße in die nächstgelegenen Lymphknoten.
- Antigenpräsentation: In den Lymphknoten präsentieren sie die verarbeiteten Antigenfragmente auf speziellen Molekülen (MHC-Klasse-I und MHC-Klasse-II) an T-Helfer- und zytotoxische T-Zellen.
- Aktivierung der adaptiven Immunantwort: Durch die Präsentation und zusätzliche Kostimulationssignale werden T-Zellen aktiviert, was zur Entstehung einer spezifischen, langanhaltenden Immunantwort führt.
Darüber hinaus spielen dendritische Zellen eine wichtige Rolle bei der immunologischen Toleranz, indem sie verhindern, dass das Immunsystem körpereigene Strukturen angreift (Autoimmunität).
Klinische Bedeutung
Dendritische Zellen sind in zahlreichen medizinischen Kontexten von großer Relevanz:
- Infektionskrankheiten: Sie koordinieren die frühe Abwehr gegen Viren, Bakterien und Pilze und steuern die Art der Immunantwort.
- Autoimmunerkrankungen: Eine Fehlfunktion dendritischer Zellen kann zur Entstehung von Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose, Typ-1-Diabetes oder Rheumatoider Arthritis beitragen.
- Allergien: Dendritische Zellen in den Schleimhäuten beeinflussen, ob das Immunsystem auf harmlose Substanzen überschießend reagiert.
- Krebsforschung und Immuntherapie: Dendritische Zellen werden in der modernen Krebsimmuntherapie eingesetzt. Sogenannte dendritische Zellvakzine (DC-Vakzine) werden aus patienteneigenen Zellen hergestellt und mit Tumorantigenen beladen, um das Immunsystem zur Bekämpfung von Tumorzellen anzuregen. Ein bekanntes Beispiel ist Sipuleucel-T, das bei Prostatakrebs zugelassen ist.
- Transplantationsmedizin: Sie sind an Abstossungsreaktionen nach Organtransplantationen beteiligt und werden intensiv erforscht, um Toleranz gegenüber Transplantaten zu fördern.
Dendritische Zellen in der Forschung
Die Erforschung dendritischer Zellen hat in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte gemacht. Aktuelle Forschungsschwerpunkte umfassen:
- Die Entwicklung neuer mRNA-basierter Impfstoffe, die dendritische Zellen gezielt aktivieren.
- Den Einsatz dendritischer Zellen bei der Behandlung von Melanomen, Leukämien und anderen Krebsarten.
- Die Rolle dendritischer Zellen bei der HIV-Infektion, da diese Viren die Funktion der Zellen unterwandern können.
Quellen
- Steinman, R.M. & Cohn, Z.A. (1973): Identification of a novel cell type in peripheral lymphoid organs of mice. Journal of Experimental Medicine, 137(5), 1142-1162.
- Banchereau, J. & Steinman, R.M. (1998): Dendritic cells and the control of immunity. Nature, 392, 245-252.
- World Health Organization (WHO) - Innate Immunity and Vaccine Development. Verfügbar unter: https://www.who.int
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